Hướng dẫn làm lọc vi sinh năm 2024

CKCS – Lọc sinh học, hay còn gọi là lọc vi sinh, là thành phần cốt lõi trong hệ thống lọc tuần hoàn RAS. Bộ lọc sinh học chính là nơi trú ẩn và phát triển của vi khuẩn nitrat hóa và cũng là nơi mà quá trình khử nitơ diễn ra.

– Tất cả các loại động vật thủy sinh, cho dù là loại có xương sống hay không xương sống, dù là cá hay động vật thân mềm hoặc giáp xác như nghêu, sò, ốc, tôm, tép… thì cũng đều bài tiết ra chất thải sau khi chúng tiêu thụ thức ăn. Chúng bài tiết ra amoniac (NH3), amoniac sau đó hòa tan vào nước. Loại chất thải này rất độc và cũng là tác nhân gây stress, khiến cho vật nuôi (cá, tôm tép, ốc, v.v.) giảm hoặc bỏ ăn, chậm lớn, và thậm chí chết nếu hàm lượng NH3 trong nước ở mức cao (thông thường NH3 ở mức 2 mg/L trở lên sẽ bắt đầu gây ngộ độc hoặc chết).

– Điều may mắn là vi khuẩn trong tự nhiên có thể oxy hóa amoniac, chúng sử dụng nó để phát triển và chuyển đổi amoniac thành nitrit (NO2–). Đây là một quá trình hiếu khí sử dụng oxy hòa tan trong nước. Vi khuẩn chuyển đổi NH3 thành NO2‑ có tên là Nitrosomonas. Cũng như NH3, NO2‑ được sản sinh bởi vi khuẩn Nitrosomonas gây độc cho các loài sinh vật thủy sinh nếu hàm lượng bắt đầu vượt ngưỡng 0.2 mg/L, và có thể gây tử vong nếu trên 1mg/L. NO2– cần phải được oxy hóa thành một dạng nitơ ít gây độc hơn. Điều này được thực hiện bởi Nitrobacter, một giống vi khuẩn khác trong tự nhiên. Vi khuẩn Nitrobacter oxy hóa NO2‑ thành nitrate (NO3). Quá trình chuyển đổi này cũng sử dụng oxy hòa tan trong nước. NO3 là sản phẩm cuối cùng của quá trình chuyển đổi NH3 và NO2–, và ít có khả năng gây độc trừ khi ở hàm lượng rất cao (trên 200 mg/L).

– Trình tự chuyển hóa được thực hiện bởi vi khuẩn nitrat hóa có thể được minh họa như sau:

Khởi động lọc sinh học là gì?

– Khởi động một bộ lọc sinh học nghĩa là quản lý và kiểm soát quá trình nhân giống vi khuẩn nitrat hóa trong vật liệu lọc sinh học. Vật liệu lọc sinh học được làm từ những vật liệu không bị ăn mòn như nhựa, sợi thủy tinh, gốm sứ, đất sét hoặc đá có diện tích bề mặt lớn để vi khuẩn nitrat hóa bám vào và phát triển. Để làm cho bộ lọc sinh học nhỏ gọn hơn, người ta thường chọn các vật liệu có diện tích bề mặt lớn tính trên mỗi đơn vị diện tích. Đơn vị tính này thường được gọi là SSA (Specific Surface Area – Diện tích bề mặt riêng). Ta có hiểu đơn giản là SSA (diện tích bề mặt) càng lớn thì càng có nhiều chỗ để vi khuẩn sinh sôi phát triển, nhờ đó mà hiệu quả xử lý NH3 và NO2- cũng cao hơn.

– Các loại vật liệu lọc có SSA càng cao thì càng nhỏ gọn hơn những loại có SSA thấp. Tuy nhiên cũng cần lưu ý là các loại vật liệu lọc có SSA cao thường dễ bị tắc nghẽn hơn so với loại có SSA thấp trong quá trình vận hành. Do đó, khi lựa chọn vật liệu lọc sinh học, ta cần phải tính toán kỹ lưỡng để đạt được sự cân bằng giữa diện tích bề mặt của vật liệu lọc và tính ổn định của hệ thống lọc (khi sử dụng ít bị nghẽn, giảm thời gian bảo trì vệ sinh vật liệu lọc, trong khi vẫn đạt được hiệu quả xử lý NH3 và NO2– như mong muốn).

Vật liệu lọc là nơi để vi khuẩn bám vào và phát triển

Vật liệu lọc có SSA (Specific Surface Area – Diện tích bề mặt) càng lớn thì càng có nhiều chỗ để vi khuẩn sinh sôi phát triển, nhờ đó mà hiệu quả xử lý NH3 và NO2- cũng cao hơn

– Vi khuẩn nitrat hóa sinh trưởng trên tất cả bề mặt của vật liệu lọc, và kể cả trên những bề mặt ẩm ướt của hệ thống như mặt trong của ống nước, thành bể… Chúng cũng tuân theo vòng tuần hoàn sinh trưởng tự nhiên: phát triển và nhân giống, sau đó trưởng thành và cuối cùng là chết đi, trôi khỏi vật liệu lọc, bị thay thế bởi những con vi khuẩn mới và khỏe hơn.

– Bộ lọc sinh học được khởi động bằng cách đưa vi khuẩn nitrat hóa vào hệ thống lọc, điều này có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như:

• Lấy nước hoặc vật liệu lọc từ một bộ lọc sinh học đã hoạt động ổn định và cho vào bộ lọc mới.
• Lấy trầm tích từ các ao hồ để đưa vào bộ lọc. Trong trầm tích thường có sẵn vi khuẩn xử lý vật chất hữu cơ và chất thải độc hại như NH3, NO2–.
• Đưa một ít vật nuôi (cá, tôm, tép, rùa, ốc…) vào hồ nuôi. Những vật nuôi này thường mang sẵn trên người chúng một số lượng vi sinh vật nhất định. Khi lựa chọn vật nuôi để đưa vào hồ, cần đảm bảo chúng có khả năng chịu đựng và vượt qua được sự dao động của hàm lượng NH3 và NO2– trong nước trong giai đoạn tế bào vi khuẩn sinh trưởng và tạo quần thể trên vật liệu lọc.
• Sử dụng các sản phẩm vi sinh được bán trên thị trường. Đây là cách nhanh nhất và có tính an toàn sinh học cao nhất khi khởi động một bộ lọc mới, do các sản phẩm này được sản xuất trong điều kiện an toàn vệ sinh rất chặt chẽ nên sản phẩm không bị tạp nhiễm vi sinh vật gây hại. Bên cạnh đó, mật độ vi sinh trong các sản phẩm thương mại thường rất cao nên rút ngắn được thời gian chờ đợi chúng phát triển.

– Tuy nhiên, dù sử dụng cách nào đi chăng nữa thì vẫn luôn có nguy cơ xâm nhập của mầm bệnh và các vi sinh vật gây hại. Rủi ro này có thể đến từ một số nguyên nhân như: có sẵn mầm bệnh trong nước và vật liệu lọc lấy từ một hệ thống lọc đang hoạt động; trầm tích lấy từ ao hồ có nhiều vi sinh gây hại hơn là vi sinh có lợi; vật nuôi khi thả vào hồ đã mang sẵn mầm bệnh trên người; v.v.. Do đó, chúng ta phải cân nhắc và đánh giá cẩn thận khi lựa chọn cách đưa vi sinh vào hệ thống lọc để đảm bảo an toàn sinh học cho bể nuôi của mình.

Một số phương pháp khởi động lọc sinh học

– Phương pháp khởi động lạnh, tức là thả vật nuôi (cá, tôm tép, rùa, ốc, v.v.) vào bể luôn trong khi bộ lọc sinh học vẫn chưa được kích hoạt